雌二醇（Estradiol,E2）水平与女性情绪及认知能力密切相关。女性绝经后情绪或认知功能异常的比例更是显著高于男性,但目前关于E2如何影响情绪行为与认知功能的机制还不十分清楚,临床治疗还存在诸多问题,且不恰当的治疗还可能诱发诸如癌症等不良副作用。为此,研究绝经期女性雌激素水平变化与情绪、认知功能变化的关系及其机制就显得尤为重要。海马作为调节情绪与认知能力的重要脑区,不仅对E2水平的变化非常敏感,还具备独立合成E2的能力。正常性周期血清E2的波动会影响海马E2水平变化,但海马内源性E2水平要显著高于外周E2,即使大鼠卵巢摘除（Ovariectomy,OVX）,其海马E2水平仍相对稳定,并维持在正常生理水平。动物研究表明,OVX大鼠会表现出显著的抑郁样情绪和认知能力受损。但OVX后大鼠行为变化具有延迟性,而造成延迟的原因是否与海马相对稳定的E2水平有关,并不清楚。海马神经可塑性变化与情绪行为和认知能力关系密切。神经可塑性变化又与E2水平密切相关。已知海马神经可塑性既受女性性周期外周E2波动的影响,又可被海马内源性E2快速影响。树突棘数量的改变是神经可塑性变化的重要表现之一。抑郁样情绪产生和认知功能受损通常伴随着海马神经可塑性的变化,其中包括海马锥体神经元树突棘密度的显著下降。研究表明,OVX可以使海马树突棘密度减少,外周补充E2可以增加海马树突棘数量。但相较于外周E2,海马E2降低会对海马神经可塑性造成更为严重的后果,且单纯从外周补充E2效果甚微。此外,与情绪行为变化相似,OVX大鼠海马树突棘密度的变化同样具有延迟性。然而,以往有关卵巢摘除与海马神经元树突棘的实验仅检测某一时间点的变化,缺乏较长时间不同节点的观测,且也未与血清、海马E2水平结合进行研究。神经营养因子（BDNF）和鸟苷酸交换因子（GEF）家族Kalirin-7均可以通过影响海马树突棘密度变化进而调节抑郁情绪和认知能力。其中,TrkB在细胞膜上的表达量对BDNF调节海马可塑性发挥着重要作用,而CDK5的活性与TrkB膜表达量密切相关。Kalirin-7通过激活其下游途径（Rac1/LIMK1）对相应骨架蛋白进行调节,从而改变树突棘密度。研究表明Kalirin-7是E2调节海马神经可塑性所必须的,而BDNF在调节海马可塑性上不仅与E2关系密切,Kalirin-7也能影响BDNF对海马可塑性的调节。综上所述,大鼠OVX后,海马E2水平是否变化、如何变化,海马E2与外周E2有着什么样的关系,各自的作用是否有别,海马E2是否与OVX后海马神经可塑性及情绪行为和认知功能变化的时间延迟有关,以及E2调节海马神经可塑性和行为的相关分子机制,尤其是Kalirin-7、BDNF是否参与海马E2对情绪行为和认知能力的调节等还缺乏系统的认识。为此,本研究通过OVX撤除大鼠外周E2,并通过海马微量注射E2合成酶抑制剂来曲唑（Letrozole,LTZ）和海马单独或外周、海马联合注射E2改变海马E2水平,利用行为学,高尔基染色和Western blot检测等方法,试图探索大鼠OVX后情绪行为和记忆能力自发性变化的过程与血清、海马E2水平的关系,以及情绪变化、认知能力下降过程中,BDNF、TrkB、CDK5和Kalirin-7及其下游蛋白分子在此过程中的变化及它们之间的相互关系,探讨OVX大鼠行为变化过程中血清、海马E2水平对海马神经元可塑性的调节机制。研究结果显示:1.OVX 2~14周中,大鼠血清E2水平与子宫重量均显著低于对照组（Sham）大鼠,外周补充17β-estradiol（E2）组显著提高OVX各时期大鼠血清E2水平和子宫重量。海马E2水平在OVX后,第2周稳定,第8周极显著增高,第14周极显著下降,且补充E2并未显著改变大鼠海马E2的变化趋势。2.OVX 2~14周中,与对照组大鼠相比,大鼠敞箱中间格停留时间在各时期均显著降低;糖水偏爱率在OVX-8周显著增高;新物体识别（New object recognition,NOR）能力在OVX-14周显著下降。海马CA1和CA3锥体神经元树突棘数量均在OVX-8周显著增高,OVX-14周显著下降。但强迫游泳不动时间自OVX-8周起却显著增高。海马PSD95、Kalirin-7和BDNF蛋白表达均在OVX-14周才显著降低;海马TrkB总蛋白含量在OVX-8周显著升高,OVX-14周显著下降;TrkB膜蛋白表达从OVX-2周后逐级递减;海马TrkB膜蛋白占比仅在OVX-14周显著降低;海马CDK5和P35自OVX-8周起显著降低。3.OVX 2~14周,外周补充E2组大鼠与同时期溶剂组（oil）大鼠相比,敞箱中间格停留时间仅在OVX-2周显著升高;糖水偏爱率在OVX-14周降低;强迫游泳不动时间从OVX-8周起显著降低;NOR能力各时期无差异。海马CA1锥体神经元树突棘密度在OVX-2周增高,OVX-8周显著降低,OVX-14周无显著差异;CA3锥体神经元树突棘密度在OVX-2周和OVX-14周均增高,OVX-8周显著下降。OVX-2周大鼠海马PSD95降低,BDNF和TrkB总蛋白增高;OVX-8周Kalirin-7降低,CDK5和p35增高;OVX-14周PSD95、Kalirin-7、TrkB总蛋白和膜蛋白表达及CDK5均增高。4.在OVX-8周大鼠海马E2水平升高的基础上,海马微量注射E2合成酶抑制剂Letrozole（LTZ）,LTZ使Sham和OVX组大鼠海马E2水平均显著降低,Sham组大鼠敞箱中间格停留时间显著升高,游泳不动时间显著增加;OVX组糖水偏爱率显著降低;Sham和OVX组NOR识别系数均显著降低。LTZ显著降低Sham和OVX大鼠海马PSD95、Kalirin-7、LIMK1、BDNF,TrkB总蛋白和膜蛋白表达量,但Sham组大鼠海马LIMK1、TrkB总蛋白和膜蛋白表达量仍显著高于OVX组,且Sham组TrkB膜蛋白占比未发生变化;LTZ仅降低OVX组的Rac1、CDK5和p35表达,仅降低Sham组p-LIMK1的水平。5.海马单独补充E2后,大鼠敞箱中间格停留时间显著降低,强迫游泳不动时间显著降低;海马单独补充或海马与外周联合补充E2,大鼠糖水偏爱率和NOR能力均无显著变化。海马单独补充E2使大鼠海马TrkB膜蛋白表达升高;外周和海马联合补充E2使大鼠海马LIMK1、p-LIMK1蛋白表达升高。海马单独补充或海马与外周联合补充E2,大鼠海马PSD95、Kalirin-7、Rac1、BDNF、TrkB总蛋白、CDK5和p35的表达均未变化。综合以上结果得出以下结论:1.大鼠卵巢摘除后,海马E2水平变化与血清E2并不一致,且海马E2水平经历稳定-自我代偿性增高-显著下降的复杂变化过程。卵巢摘除引起海马锥体神经元树突棘可塑性变化和部分行为变化的延迟效应与早期海马E2维持较高的稳定水平有关。OVX海马E2水平维持的时间也是有限的。2.海马E2对大鼠海马锥体神经元树突棘密度、动物情绪行为及认知能力均发挥着重要作用,其机制与PSD95-Kalirin-7/Rac1/LIMK1信号通路,及BDNF/TrkB信号通路密切相关。海马E2主要通过调节TrkB及其膜蛋白占比,影响BDNF的作用效率,进而导致神经元树突棘和动物行为表现。海马E2对Kalirin-7与PSD95的调节是影响大鼠NOR能力变化的关键因素。3.外周补充E2对海马E2水平降低及其效应的改善是有限的,且外周E2的作用依赖于海马E2水平。外周E2分别通过显著提高海马PSD95,TrkB总蛋白与膜蛋白占比,部分提高Kalirin-7、TrkB膜蛋白和CDK5蛋白表达的方式使海马CA1和CA3树突棘密度维持稳定,改善大鼠的绝望行为。4.卵巢摘除后,大鼠的行为绝望、快感缺失及焦虑等情绪变化产生的神经机制各不相同,锥体神经元树突棘可塑性变化并不能完全与各种具体行为表现相对应。